屈折率について

質問

参考書(新・物理入門)には、屈折率は媒質と光の振動数のみによって、決まると書いているのですが、ウィキペディアの記述によると、屈折率は波長に依存するとあります。これは、光速一定の下でということで宜しいですか。実際、赤光線と紫光線だと、波長の違いにより屈折率も違いますよね。

回答No.2

sanori · ベストアンサー

コメントをいただいて気づきましたが、前回回答はちょっと変でした。

光の振動数は、その行程でいかなる媒質中に入射しても不変であって、
また、波長は媒質における光速をその振動数で割れば一義的に求まります。
媒質によって光速と波長は変わりますが、振動数は一定です。

ある光の振動数
　＝　真空中の光速　÷　真空中の波長
　＝　媒質Ａ中の光速　÷　媒質Ａ中の波長
　＝　媒質Ｂ中の光速　÷　媒質Ｂ中の波長
　＝　一定

もしも波長分散というものがなければ、
「屈折率は媒質のみによって決まる」
とだけ書けば済むはずです。
ところが、
「屈折率は媒質と光の振動数のみによって決まる」
と書いてあるわけですよね。
わざわざ振動数を引き合いに出していますから、これは、
「屈折率には波長分散がある（振動数によって変わる）」
ということを示唆した文です。

失礼しました。

いずれ、
「屈折率は基本的には媒質だけで決まる（基本）。しかし、細かいことを言えば波長分散もある（それを言わないとプリズム分光の説明がつかない）。」
という理解でよろしいかと思います。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.1

sanori

こんばんは。

＞＞＞参考書(新・物理入門)には、屈折率は媒質と光の振動数のみによって、決まると書いているのですが、

はい。ほとんどの場合、その理解で構いません。

＞＞＞ウィキペディアの記述によると、屈折率は波長に依存するとあります。

はい。これも正しいです。
ですから、日光をプリズムに通せば、七色の光になるわけです。
このことを「屈折率の波長分散」と言います。
たしか、理科年表に典型的な物質での波長毎の屈折率の表が載っていたような気がします。
小中学校でプリズムの実験は習うと思うのですが、ただの「見世物」です。高校の物理学でも波長分散は全く取り扱いません。
あまりにも高度だからです。

量子電磁力学があるからマクスウェル方程式は誤りだとか、
相対性理論があるからニュートン力学は誤りだとか、
そういうことをあまり言わないことと類似します。

ちなみに、学会とかシンポジウムで電子プレゼンテーションを広い会場の最後部席から双眼鏡で見ると、文字の色によって浮き出て見えたり、引っ込んで見えたりしますよ。
これも屈折率の波長分散の効果です。

以上、ご参考になりましたら幸いです。

補足

sanori様、回答ありがとうございます。
結局は、波長は媒質と光の振動数で決まり、全く別の現象として波長によっても屈折率が変わってくるという理解で宜しいでしょうか.....